SE3671 - Da Arquitetura para as Estruturasaucache.autodesk.com/au2011/sessions/3671/nov29_virtual_handouts/v... · Da Arquitetura para as Estruturas 12 3. Desenvolvimento de elementos

SE3671 - Da Arquitetura para as Estruturas

Fernando Oliveira – CPCis S.A.

Integração multidisciplinar de projetos, utilizando modelos de Arquitetura para criação de projeto de Estruturas. Projeto de estruturas e análise estrutural integrada com produtos Autodesk®.

Objetivos de aprendizagem

Extrair desenhos de pormenores a partir do modelo. Entender a relação entre modelos de Arquitetura e de Estruturas. Criar modelos estruturais e efetuar a sua análise prévia. Aprender a extrair informação coordenada entre modelos.

Acerca do apresentador: Desde 1990 que Fernando Oliveira trabalha na venda, consultadoria e formação de utilizadores em soluções Autodesk® para o mercado de Arquitetura Engenharia e Construção, e em especial da tecnologia BIM. Ele é atualmente Consultor e Formador em soluções Autodesk® AEC na CPCis S.A e coordenador de implementação de soluções Autodesk® Revit® em empresas de Arquitetura, Engenharia e Construção. É formador com competências alargadas em soluções Autodesk® Revit®. É Autodesk® Technical Pre-Sales Certified Professional, Technical Services Manager e Consulting Specialist em Autodesk® AEC:Building Solutions. É detentor do “Autodesk® Revit® Architecture 2010/2011 Certified Professional”.

Moderador no fórum de língua portuguesa www.revitpt.com, Moderador internacional no Autodesk® AUGI® www.AUGI.com, e edita os Blogs http://revit-pt.blogspot.com/ http://cpcbimcadcamgis.blogspot.com [email protected]

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Da Arquitetura para as Estruturas

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O processo de desenvolvimento de um projeto de arquitetura, desde a conceção até à conclusão

e, depois de construído, naquilo que se chama o ciclo de vida do edifício, é um processo deveras

complexo e que deve poder ser avaliado e analisado desde os primeiros esquiços, ainda na fase de

conceção e de definição de formas.

Assim, este pequeno tutorial pretende definir um fluxo de trabalho desde o momento da

conceção do modelo de arquitetura até à definição estrutural. Salientamos a importância da utilização as

ferramentas de coordenação que se tornam cruciais para a relação dinâmica entre as especialidades.

Este tutorial é complementado pelas apresentações disponibilizadas no AU Virtual 2011, e

pretende aprofundar alguns dos tópicos apresentados.

Conteúdo

1. Analisar o projeto de Arquitetura. ................................................................................................. 4

2. Preparar o Revit® Structure para iniciar o trabalho de coordenação espacial. Níveis e eixos

estruturais. ........................................................................................................................................... 6

3. Desenvolvimento de elementos estruturais, pilares e paredes. ................................................... 12

4. Definição das lajes. .................................................................................................................... 14

5. Desenho das vigas..................................................................................................................... 17

6. Ligação entre lajes e vigas; apoios e interações. ........................................................................ 19

7. Sapatas e outros elementos de fundação. .................................................................................. 21

8. Conclusões finais. ...................................................................................................................... 22


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Imagem 1 – Modelo do projeto de arquitetura

Imagem 3 - Modelo Analítico do Revit ®Structure Imagem 2 – Modelo Estrutural do Revit® Structure


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1. Analisar o projeto de Arquitetura.

Vamos iniciar o nosso trabalho, começando por abrir o projeto de arquitetura que vai ser a nossa

base de trabalho. Uma das particularidades do Revit® é podermos abrir um ficheiro de Revit®

Architecture no Revit® Structure ou mesmo no MEP; esse processo não afeta em nada o trabalho, pois

as diferenças são ao nível das ferramentas disponíveis em cada uma das versões.

Quem vai realizar este tipo de trabalho, tem de compreender que existem diferenças na realização

de modelos entre as várias disciplinas, por exemplo na Arquitetura utilizamos para os pisos a cota de

limpo, ou do piso acabado, nas Estruturas a cota é das lajes a betonar, existindo assim uma diferença

que vai ser compensada por materiais de enchimento/regularização e por um pavimento de acabamento

final.

Imagem 4 – Camadas das lajes

Também é conveniente conhecer o desenvolvimento dos níveis, pois muitas vezes criam-se níveis

de trabalho temporário ou auxiliar e que não convirá utilizar na integração multidisciplinar.

Imagem 5 – Vista de múltiplos níveis de trabalho


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Finalmente é sempre conveniente verificar que tipo de elementos estruturais existem no modelo de Arquitetura para que futuramente tenham um trabalho mais simplificado no processo de “copy/monitor” se possível aconselho sempre a purgar os elementos estruturais não utilizados no projeto e que estejam no ficheiro.

Imagem 6 – Verificação dos componentes estruturais de projeto


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2. Preparar o Revit® Structure para iniciar o trabalho de coordenação

espacial. Níveis e eixos estruturais.

Tendo o nossos projeto de Arquitetura pronto ou em desenvolvimento, vamos iniciar um novo

projeto de Estrutura, iniciamos um projeto novo baseado no nosso template, e inserimos um “Link” do

projeto de arquitetura.

Imagem 7 – Inserção de modelo de Arquitetura no Revit® Structure

De seguida abrimos uma vista de alçado como por exemplo a vista “South” para validar se os

projetos estão alinhados no mesmo nível. Aproveito para referir uma opção nas propriedades das vistas

que nem sempre é bem utilizada, o filtro de “Discipline”, esta opção permite-nos mudar a disciplina da

nossa vista e é extremamente útil para modificar rapidamente o que pretendemos visualizar. As opções

disponíveis são:

Architectural, os objetos aparecem todos.

Structural, os elementos das outras disciplinas são desligados, por exemplo as paredes

não estruturais ficam desligadas, mantendo-se as estruturais.

Mechanical, é dado prioridade gráfica aos elementos de AVAC e Hidráulica, que

inclusive são visíveis através de paredes e lajes.

Electrical, o mesmo que o anterior mas aqui são os equipamentos elétricos que ficam em

destaque.

Coordination, todas as disciplinas ficam visíveis com o mesmo nível de informação.


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Imagem 8 - Verificação do posicionamento dos dois projetos

Recorrendo à ferramenta “Copy Monitor”, esta permite-nos não só copiar objetos de um ficheiro

externo (vinculado) para elementos similares no nosso projeto, mas também mantê-los coordenados.

Esta coordenação permite que havendo alguma alteração em um dos projetos vinculados, essas

alterações sejam facilmente replicadas nos outros modelos.

Imagem 9 - Ferramenta de cópia/monitorização do projeto


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Vamos assim escolher elementos do projeto de arquitetura que de alguma forma serão

influenciadores do nosso projeto de estruturas. E que elementos são esses? Vamos analisar então o

processo:

Imagem 10 – Opções da ferramenta de cópia/monitorização

O Separador “Copy/Monitor” tem as seguintes opções:

“Modify”, opção presente em múltiplas barras de ferramentas e que nos permite sair da

operação ativa, ou alterar a que estávamos a utilizar.

“Options”, Caixa de diálogo onde vamos definir os parâmetros de importação.

“Copy”, processo de cópia dos elementos definidos na opção anterior.

“Monitor”, monitorização dos vínculos entre objetos de projetos vinculados. Permite

inclusive retirar o vínculo entre objetos caso pretendamos que um qualquer objeto perca

o vínculo ao outro projeto.

“Finish”, fim da operação.

“Cancel”, cancelamento do processo.

Na opção “Options” vamos definir previamente que tipos de elementos pretendemos copiar e com

que características físicas o pretendemos fazer. É importante notar que os objetos existentes no projeto

de Arquitetura, não têm de ser integralmente copiados para o projeto de Estruturas e que inclusive

podemos mudar a sua tipologia para a adequar melhor ao processo de construção e análise.

Este processo tem algumas regras que devemos cumprir para evitar futuros dissabores, nunca se

deve iniciar este processo sem ser pela cópia prévia dos pisos, pois caso isso aconteça todos os

objetos ficam vinculados aos pisos existentes no nosso ficheiro inicial e não aos originais da Arquitetura.


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“Levels” Níveis/Pisos: obviamente que um dos princípios de coordenação serão os pisos de

Arquitetura estejam replicados nos outros projetos. As categorias e tipos permitem alterar os elementos

do projeto original por outros que se adequem mais ao nosso projeto. Aqui quero chamar a atenção para

um parâmetro com alguma importância. No projeto de Arquitetura a cota dos pisos é ao nível final de

acabamento, com a cota dos níveis de Estruturas é a chamada cota de enchimento podemos aqui copiar

os mesmos níveis atribuindo logo um valor de afastamento negativo no “Offset Level” fazendo com que

os níveis de Estruturas ficam na mesma vinculados aos de Arquitetura mas com essa diferença logo

definida.

Imagem 12 - Opções dos eixos

A ligação da malha de eixos estruturais também nos irá facilitar o alinhamento de elementos

estruturais, tem propriedades similares às da ligação dos níveis.

Vamos dar início ao processo de cópia dos objetos definidos anteriormente. Começamos sempre

pelos pisos como já referimos anteriormente. Ter em atenção a escolha da opção “Multiple” e que depois

de selecionar os pisos que nos interessam terminamos com o “Finish” da barra de opções.

Imagem 11 – Opções dos Níveis/Pisos


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Imagem 13 – Seleção dos níveis a copiar

Neste caso além dos níveis de projeto a utilizar, tínhamos outros níveis na arquitetura que não

pretendemos importar, uma boa prática é esses níveis complementares terem um grafismo diferente de

forma a nos facilitar todo o processo.


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Imagem 14 – Verificação da existência de vínculos

Reparem que passamos a ter uma duplicação da indicação dos níveis, com um grafismo diferente e

um símbolo que indica haver uma monitorização entre os objetos, ou seja se no projeto de Arquitetura for

alterada a cota de algum destes níveis, essa informação será dada no projeto de Estruturas, na próxima

atualização da ligação ou na próxima vez que abrirmos o projeto.


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3. Desenvolvimento de elementos estruturais, pilares e paredes.

Vamos de seguida copiar os restantes objetos, este processo já pode ser feito todo de uma só vez.

Para a cópia destes elementos aconselho utilizar uma vista 3D que contenha todos os elementos, e

devemos garantir que nenhumas das categorias a importar estão desligadas no ficheiro inserido. Uma

boa prática é ter desenvolvido filtros, ou ”View Templates” que nos facilitem o ligar ou manusear a

representação de algumas categorias. Inclusive podemos utilizar “Worksets” para separar entidades por

elementos de estruturas, de arquitetura de especialidades, e desta forma termos uma mais fácil e leve

manipulação do nosso projeto.

Imagem 15 - Opções de inserção de pilares

A ligação dos Pilares é baseada em um processo que permite, a cópia, a substituição ou ignorar os

pilares colocados no projeto de Arquitetura. Na imagem 15, vemos que não foram copiadas as Colunas

M_Rectangular Column, que o modelo 250 x 350 foi copiado diretamente e que os outros serão

substituídos pelo 300x 450.


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Este processo evita que tenhamos de carregar previamente os modelos necessários para o nosso

projeto de Estruturas, pois o próprio sistema copia modelos entres ficheiros. O último parâmetro, “Split

Columns by Levels” é muito útil se no modelo de Arquitetura tiverem sido utilizados pilares não

separados entre níveis. Esta opção permite que posteriormente se dimensionem mais facilmente os

objetos por nível.

.

Imagem 16 – Opções de paredes

A cópia das Paredes Estruturais é similar ao dos pilares, com as diferenças relativas aos objetos, a

opção adicional existente é definir se os vãos e aberturas também serão copiados ou se vão ser

ignorados neste processo.


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4. Definição das lajes.

Este é um assunto complexo e que só a experiencia ou as práticas de cada utilizador podem definir,

copiamos ou não as lajes da arquitetura?

Na prática, a maioria das lajes criadas em arquitetura raramente estão definidas em termos de

projeção no mesmo perímetro onde serão construídas, isto pode ser causado por múltiplas razões desde

logo a indefinição no projeto de arquitetura das juntas de dilatação, a definição se as lajes de varanda

são um prolongamento ou não das lajes interiores, a construção de lajes, ou de telhados para as

coberturas.

Outro fator a ter em conta é que no Revit Structure, realizamos a modelação para a execução do

projeto, mas também para a análise e a construção, logo existem uma quantidade de definições

importantes sobre o comportamento e definição das lajes que diferencia muito o modelo em relação á

Arquitetura. Neste exemplo vou copiar as lajes, no entanto posteriormente no desenvolvimento do

projeto de Estruturas iremos modelar novos elementos e ignoro estes, servindo apenas para coordenar

futuras alterações na Arquitetura.

Imagem 17 – Opões de cópia das lajes


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Nas Lajes, é em tudo similar ao que já explicámos anteriormente, mais uma vez temos a

possibilidade de copiar apenas as lajes estruturais, ignorando lajes de pavimento ou outros elementos

não estruturais.

Imagem 18 – Modelo após a cópia dos pilares e lajes

Para finalizar esta fase, não nos podemos esquecer de criar as plantas resultado dos níveis

vinculados. Basta aceder ao separador “View”, escolher a opção “Plan View”, e aceitar na caixa de

diálogo apresentada que plantas pretendemos criar.


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Imagem 19 - Criação das plantas geradas pelos níveis criados em Revit Structure

O resultado é a criação imediata das plantas correspondentes de forma a podermos trabalhar nos

pisos pretendidos. Seguidamente processa-se todo o trabalho de ajuste estrutural, validação de

dimensionamentos prévios, definição de vigas e outros elementos estruturais como sapatas, ou sistemas

de vigamento.

Caso ocorram alterações na Arquitetura que influenciem o projeto de Estruturas, a ferramenta de

“Coordination Review” vai-nos facilitar a análise dessas alterações e consequente ajustamento do projeto

de forma simples e coordenada.


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5. Desenho das vigas.

Chegamos à fase de modelação de vigas e outros elementos de ligação estrutural. Este processo é

relativamente simples, acedemos á ferramenta de vigas/”Beam” no menu do Revit®, e escolhemos o tipo

de dimensão prévia inicial a utilizar. As vigas podem ser colocadas ponto a ponto, ou utilizando a opção

“On Grids” que nos permite selecionar os eixos a utilizar e o sistema coloca vigas no seu alinhamento.

Imagem 20 – Colocação de vigas

Posteriormente podemos analisar as ligações dos componentes analíticos das vigas e pilares para

garantir a integridade do modelo, caso não exista um correta ligação, podemos ajustar os eixos

analíticos em separado do elemento estrutural. Colocando as opções da vista em modo “Analytical

Mode” podemos facilmente proceder a ajustes com a própria função de “Analytical Adjust”, desta forma

otimizamos o nosso modelo de análise e evitamos erros posteriores no desenvolvimento do cálculo.


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Imagem 21 - Diferença entre os eixos analíticos e os elementos de modelo

Estas funções de ajuste e integridade do modelo analítico são passiveis de uma análise mais

exaustiva que aconselho especialmente a quem está a integrar o modelo de Revit® com o Autodesk®

Robot Structural Analysis, ferramenta de cálculo estrutural.


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6. Ligação entre lajes e vigas; apoios e interações.

Nesta fase de desenvolvimento do projeto temos de ter em consideração algumas variáveis;

Estamos apenas a criar um modelo para validação e coordenação interdisciplinar

Pretendemos desenvolver todo o projeto de estruturas a partir deste modelo.

Vai haver uma ligação direta entre o modelo de Revit® e a aplicação de cálculo analítico

a ser utilizada.

Pretendemos quantificar exaustivamente e com absoluta precisão as quantidades de

materiais utilizadas.

Estas questões são pertinentes pela necessidade ou não que existe de entender como o Revit gere

a relação entre objetos.

Imagem 22 – Relação entre lajes e vigas

Como se pode ver na imagem 22, o Revit® quando encontra elementos sobrepostos dá prioridade

às lajes sobre as vigas e pilares, e aos pilares sobre as vigas, mantendo a sua definição analítica, mas

reduzindo o seu volume, pelo que em casos de medições, podemos obter resultados que contrariem as

medições pretendidas.


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Neste exemplo (imagem 23) como a laje foi desenhada ao perímetro da estrutura, alinhada pelas

vigas e pilares, rasgou os mesmos, resultando num modelo que pode desvirtuar as medições apesar de

manter a integridade analítica do mesmo.

Imagem 23 – Resultado da relação de junção entre elementos estruturais

A melhor solução nestes casos será desenhar a laje contornado as lajes e pilares, dependendo

apenas da forma que pretendemos obter e da relação entre objetos, neste exemplo (imagem 24) a laje

corta parte da viga, transformando a mesma num elemento em L, apesar de na base de dados estar

referenciada como um perfil retângular. Possivelmente a solução da (imagem 25) será a mais correta

para medições de elementos.

Imagem 25 - Laje á face da viga e do pilar

Em qualquer dos casos, os eixos analíticos são sempre os mesmos e não sofrem influência destas

opções.

Imagem 24 - Laje recortada a contornar pilar e a escavar viga


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7. Sapatas e outros elementos de fundação.

Após o desenvolvimento da estrutura de pilares, vigas lajes e paredes, passamos á colocação dos

elementos de fundação.

Estes elementos podem ser sapatas individuais, sapatas sob paredes, ou lajes de fundação. O

processo de aplicação é simples, pode ser realizado em planta, ou em vistas 3D. Como todos os objetos

de Revit, estes são perfeitamente paramétricos e vinculáveis aos pisos e aos outros objetos, como

pilares ou paredes.

Imagem 26 – Elementos de fundação


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8. Conclusões finais.

Imagem 27 – Modelo final

O resultado final é um modelo criado em Revit® Structure, que contém pilares, lajes e paredes, que

são copias sincronizadas com os mesmos elementos do Revit® Architecture. A partir deste momento

havendo alterações em qualquer dos ficheiros, sendo o mesmo gravado e o seu vínculo atualizado

vamos receber automaticamente um aviso de haver a necessidade de consolidar as alterações no nosso

ficheiro.

Paralelamente ao desenvolvimento do modelo, podemos submete-lo total ou parcialmente a

aplicações de análise e cálculo estrutural, como por exemplo o Autodesk® Robot Structural Analysis,

neste caso a ligação é bidirecional, qualquer alteração numa das aplicações pode se refletir

automaticamente na outra. Na prática entre o Revit® Structure e o Robot Analysis existirá também um

vínculo de níveis, eixos e elementos estruturais.


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Imagem 28 – Modelo em Robot, por exportação bidirecional do Revit® Structure

Depois dos resultados de dimensionamento podemos começar a definir as armaduras e reforços

estruturais do modelo.

Imagem 29 – Ferramenta para criação de armaduras

Para isso podemos utilizar as ferramentas do Revit® Structure para gerar desenhos e informação

sobre quantidades e volumes de materiais.


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Imagem 30 – Exemplo de armadura 3D

O Revit® Structure através das suas extensões disponibiliza múltiplas ferramentas para modelação

3D das armaduras em todos os elementos estruturais, assim como para aplicação e reforços das lajes,

também existem ferramentas de pré-análise e de auxílio á tomada de decisão durante o

desenvolvimento do modelo, existe ainda uma ligação ao AutoCAD® Structural Detailing para efeito de

criação automática de desenhos, ou de modelação avançada de ligações metálicas.


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Imagem 31 – Desenho automaticamente criado no AutoCAD® Structural Detailing

Em resumo, podemos concluir que a integração completa entre modelos de Revit® Architecture /

Structure nos permite coordenar em tempo real a evolução do projeto, alterações que as várias

disciplinas vão introduzir e a sua influência nos outros projetos. Podemos assim garantir uma melhor

coordenação e gestão multidisciplinar dos nossos projetos.

Esta introdução aos conceitos de desenvolvimento do projeto estrutural em Revit® Structure, será

melhor compreendida com o apoio do vídeo e da apresentação disponíveis no AU Virtual 2011.

Espero que este tutorial tenha ido ao encontro das vossas expectativas e tenha servido para os

ajudar a desenvolver mais facilmente os vossos projetos. Não se esqueçam que me podem contactar e

solicitar qualquer esclarecimento adicional.

Sempre ao vosso dispor

Fernando Oliveira

[email protected]


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Imagem 32 – Modelo final em vista de camara

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